阅读说明：本技术 一种铬钼埋弧焊管的焊后热处理工艺 (Postweld heat treatment process of chromium-molybdenum submerged arc welded pipe ) 是由 李建朝 李样兵 赵国昌 李�杰 袁锦程 吴艳阳 龙杰 柳付芳 牛红星 尹卫江 侯 于 2019-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种铬钼埋弧焊管的焊后热处理工艺,所述焊后热处理工艺包括焊管预热、升温、保温、缓冷和冷却工序。本发明焊后热处理工艺创造性增加了前期预热工艺,结合铬钼焊管成分优化了升降温速率、总在炉时间、缓冷工艺等关键技术参数,焊后热处理后焊管焊接裂纹缺陷大幅减少,有效解决了铬钼焊管在实施焊接后容易在焊缝及热影响区产生热裂纹和延迟裂纹问题。本发明焊后热处理工艺处理后的铬钼焊管壁厚1/2处性能：平均屈服强度≥390MPa、平均抗拉强度520-570MPa,壁厚1/2处-20℃冲击功≥150J,焊管力学性能稳定、良好。(the invention discloses a postweld heat treatment process of a chromium-molybdenum submerged arc welded pipe, which comprises the working procedures of preheating, heating, heat preservation, slow cooling and cooling of the welded pipe. The postweld heat treatment process creatively increases the early preheating process, optimizes key technical parameters such as temperature rise and drop rate, total in-furnace time, slow cooling process and the like by combining the components of the chromium-molybdenum welded pipe, greatly reduces the welding crack defects of the welded pipe after postweld heat treatment, and effectively solves the problems that the chromium-molybdenum welded pipe is easy to generate heat cracks and delay cracks in a welding seam and a heat affected zone after welding. The performance of the chromium-molybdenum welded pipe treated by the postweld heat treatment process of the invention at the 1/2-part of the wall thickness is as follows: the average yield strength is more than or equal to 390MPa, the average tensile strength is 520-570MPa, the impact energy at the wall thickness of 1/2 ℃ below zero is more than or equal to 150J, and the mechanical property of the welded pipe is stable and good.)

一种铬钼埋弧焊管的焊后热处理工艺

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种铬钼埋弧焊管的焊后热处理工艺。

背景技术

铬钼钢管自身拥有良好的强韧性匹配、优良的焊接性能和良好的成型性能，被广泛应用于石油化工、煤化工关键核心设备附属管道的设计与制造。但随着我国石化、煤化工行业的快速发展，用户对铬钼钢管的技术要求越来越高，部分要求甚至已接近或达到该类钢的极限水平。

铬钼钢管进行焊后热处理的目的通常是为了消除焊接应力，减少或避免焊接裂纹缺陷的产生。在新形势下，采用常规的铬钼钢管焊后热处理工艺极易使铬钼钢管在焊接后出现焊接应力消除不彻底现象，焊管裂纹计划外率（废品率）≥4.5%，导致焊接裂纹等焊接缺陷的产生，在造成经济损失的同时给设备安全带来很大隐患。

为满足上述发展趋势的要求，亟需对铬钼钢管热处理工艺进行优化创新，以解决铬钼焊管在实施焊接过程中容易在焊缝及热影响区产生热裂纹和延迟裂纹问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种铬钼埋弧焊管的焊后热处理工艺。该发明焊后热处理工艺焊接裂纹缺陷大幅减少，有效解决了铬钼焊管在实施焊接过程中容易在焊缝及热影响区产生热裂纹和延迟裂纹问题；同时得到的铬钼焊管力学性能稳定、良好。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种铬钼埋弧焊管的焊后热处理工艺，所述焊后热处理工艺包括焊管预热、升温、保温、缓冷和冷却工序，具体包括以下步骤：

（1）焊管预热：焊管20-25℃入炉，以30-150℃/h的升温速率升温至300-350℃保持20-25min；

（2）焊管升温：焊管预热结束不出炉，以30-150℃/h的升温速率匀速升温至695-705℃；

（3）焊管保温：焊管升温至695-705℃，保温2h-2h8min；

（4）焊管缓冷：保温结束以30-150℃/h的缓冷速率匀速缓冷至300-400℃；

（5）按照上述步骤（2）（3）（4）的升温、保温及缓冷工艺重复执行四次，总保温时间为8h-8h32min；

（6）焊管冷却：升温、保温及缓冷工艺重复执行四次后，焊管出炉空冷至20-25℃。

本发明所述铬钼埋弧焊管的壁厚为25.88-40.56mm。

本发明所述铬钼埋弧焊管中：Cr：0.94-1.10%，Mo：0.40-0.44%。

本发明所述铬钼埋弧焊管经焊后热处理工艺处理后铬钼钢管壁厚1/2处性能：平均屈服强度≥390MPa、平均抗拉强度520-570MPa，壁厚1/2处-20℃冲击功≥150J。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、与常规的热处理工艺相比，本发明焊后热处理工艺创造性的增加了前期预热工艺，结合铬钼焊管成分优化了升降温速率、总在炉时间、缓冷工艺等关键技术参数，焊后热处理后焊管焊接裂纹缺陷大幅减少，焊管裂纹计划外率≤1%，有效解决了铬钼焊管在实施焊接后容易在焊缝及热影响区产生的热裂纹和延迟裂纹问题。2、本发明焊后热处理工艺处理后的铬钼焊管壁厚1/2处性能：平均屈服强度≥390MPa、平均抗拉强度520-570MPa，壁厚1/2处-20℃冲击功≥150J，焊管力学性能稳定、良好。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

本实施例铬钼焊管：Cr：0.94%、Mo：0.40%，厚度25.88mm。

本实施例铬钼埋弧焊管的焊后热处理工艺包括焊管预热、升温、保温、缓冷和冷却工序，具体包括以下步骤：

（1）焊管预热：焊管20℃入炉，以150℃/h的升温速率升温至300℃保持20min；

（2）焊管升温：焊管预热结束不出炉，以150℃/h的升温速率匀速升温至705℃；

（3）焊管保温：焊管升温至705℃，保温2h；

（4）焊管缓冷：保温结束以150℃/h的缓冷速率匀速缓冷至400℃；

（5）按照上述步骤（2）（3）（4）的升温、保温及缓冷工艺重复执行四次，总保温时间为8h；

（6）焊管冷却：升温、保温及缓冷工艺重复执行四次后，焊管出炉空冷至20℃。

本实施例铬钼埋弧焊管经焊后热处理工艺处理后，经检测铬钼焊管表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；铬钼焊管壁厚1/2处性能：平均屈服强度430MPa、平均抗拉强度570MPa，厚度1/2处-20℃冲击功200J，焊管力学性能稳定、良好。

实施例2

本实施例铬钼焊管：Cr：1.01%、Mo：0.42%，厚度30.96mm。

本实施例铬钼埋弧焊管的焊后热处理工艺包括焊管预热、升温、保温、缓冷和冷却工序，具体包括以下步骤：

（1）焊管预热：焊管23℃入炉，以140℃/h的升温速率升温至320℃保持22.5min；

（2）焊管升温：焊管预热结束不出炉，以130℃/h的升温速率匀速升温至700℃；

（3）焊管保温：焊管升温至700℃，保温2h2min ；

（4）焊管缓冷：保温结束以140℃/h的缓冷速率匀速缓冷至350℃；

（5）按照上述步骤（2）（3）（4）的升温、保温及缓冷工艺重复执行四次，总保温时间为8h8min；

（6）焊管冷却：升温、保温及缓冷工艺重复执行四次后，焊管出炉空冷至24℃。

本实施例铬钼埋弧焊管经焊后热处理工艺处理后，经检测铬钼焊管表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；铬钼焊管壁厚1/2处性能：平均屈服强度405MPa、平均抗拉强度546MPa，厚度1/2处-20℃冲击功181J，焊管力学性能稳定、良好。

实施例3

本实施例铬钼焊管：Cr：1.10%、Mo：0.44%，厚度40.56mm。

本实施例铬钼埋弧焊管的焊后热处理工艺包括焊管预热、升温、保温、缓冷和冷却工序，具体包括以下步骤：

（1）焊管预热：焊管25℃入炉，以130℃/h的升温速率升温至350℃保持25min；

（2）焊管升温：焊管预热结束不出炉，以125℃/h的升温速率匀速升温至695℃；

（3）焊管保温：焊管升温至695℃，保温2h3min；

（4）焊管缓冷：保温结束以130℃/h的缓冷速率匀速缓冷至300℃；

（5）按照上述步骤（2）（3）（4）的升温、保温及缓冷工艺重复执行四次，总保温时间为8h12min；

（6）焊管冷却：升温、保温及缓冷工艺重复执行四次后，焊管出炉空冷至25℃。

本实施例铬钼埋弧焊管经焊后热处理工艺处理后，经检测铬钼焊管表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；铬钼焊管壁厚1/2处性能：平均屈服强度390MPa、平均抗拉强度520MPa，厚度1/2处-20℃冲击功150J，焊管力学性能稳定、良好。

实施例4

本实施例铬钼焊管：Cr：0.97%、Mo：0.41%，厚度34.72mm。

本实施例铬钼埋弧焊管的焊后热处理工艺包括焊管预热、升温、保温、缓冷和冷却工序，具体包括以下步骤：

（1）焊管预热：焊管22℃入炉，以105℃/h的升温速率升温至340℃保持23min；

（2）焊管升温：焊管预热结束不出炉，以110℃/h的升温速率匀速升温至698℃；

（3）焊管保温：焊管升温至698℃，保温2h4min；

（4）焊管缓冷：保温结束以95℃/h的缓冷速率匀速缓冷至320℃；

（5）按照上述步骤（2）（3）（4）的升温、保温及缓冷工艺重复执行四次，总保温时间为8h16min；

（6）焊管冷却：升温、保温及缓冷工艺重复执行四次后，焊管出炉空冷至21℃。

本实施例铬钼埋弧焊管经焊后热处理工艺处理后，经检测铬钼焊管表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；铬钼焊管壁厚1/2处性能：平均屈服强度418MPa、平均抗拉强度532MPa，厚度1/2处-20℃冲击功176J，焊管力学性能稳定、良好。

实施例5

本实施例铬钼焊管：Cr：1.05%、Mo：0.43%，厚度28.32mm。

本实施例铬钼埋弧焊管的焊后热处理工艺包括焊管预热、升温、保温、缓冷和冷却工序，具体包括以下步骤：

（1）焊管预热：焊管24℃入炉，以85℃/h的升温速率升温至310℃保持21min；

（2）焊管升温：焊管预热结束不出炉，以105℃/h的升温速率匀速升温至703℃；

（3）焊管保温：焊管升温至703℃，保温2h5min；

（4）焊管缓冷：保温结束以95℃/h的缓冷速率匀速缓冷至330℃；

（5）按照上述步骤（2）（3）（4）的升温、保温及缓冷工艺重复执行四次，总保温时间为8h20min；

（6）焊管冷却：升温、保温及缓冷工艺重复执行四次后，焊管出炉空冷至22℃。

本实施例铬钼埋弧焊管经焊后热处理工艺处理后，经检测铬钼焊管表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；铬钼焊管壁厚1/2处性能：平均屈服强度425MPa、平均抗拉强度551MPa，厚度1/2处-20℃冲击功192J，焊管力学性能稳定、良好。

实施例6

本实施例铬钼焊管：Cr：1.08%、Mo：0.42%，厚度37.21mm。

本实施例铬钼埋弧焊管的焊后热处理工艺包括焊管预热、升温、保温、缓冷和冷却工序，具体包括以下步骤：

（1）焊管预热：焊管21℃入炉，以62℃/h的升温速率升温至330℃保持24min；

（2）焊管升温：焊管预热结束不出炉，以75℃/h的升温速率匀速升温至699℃；

（3）焊管保温：焊管升温至699℃，保温2h6min；

（4）焊管缓冷：保温结束以57℃/h的缓冷速率匀速缓冷至370℃；

（5）按照上述步骤（2）（3）（4）的升温、保温及缓冷工艺重复执行四次，总保温时间为8h24min；

（6）焊管冷却：升温、保温及缓冷工艺重复执行四次后，焊管出炉空冷至23℃。

本实施例铬钼埋弧焊管经焊后热处理工艺处理后，经检测铬钼焊管表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；铬钼焊管壁厚1/2处性能：平均屈服强度435MPa、平均抗拉强度563MPa，厚度1/2处-20℃冲击功195J，焊管力学性能稳定、良好。

实施例7

本实施例铬钼焊管：Cr：0.95%、Mo：0.43%，厚度32.56mm。

本实施例铬钼埋弧焊管的焊后热处理工艺包括焊管预热、升温、保温、缓冷和冷却工序，具体包括以下步骤：

（1）焊管预热：焊管22.5℃入炉，以48℃/h的升温速率升温至325℃保持22min；

（2）焊管升温：焊管预热结束不出炉，以30℃/h的升温速率匀速升温至696℃；

（3）焊管保温：焊管升温至696℃，保温2h7min；

（4）焊管缓冷：保温结束以54℃/h的缓冷速率匀速缓冷至390℃；

（5）按照上述步骤（2）（3）（4）的升温、保温及缓冷工艺重复执行四次，总保温时间为8h28min；

（6）焊管冷却：升温、保温及缓冷工艺重复执行四次后，焊管出炉空冷至21.5℃。

本实施例铬钼埋弧焊管经焊后热处理工艺处理后，经检测铬钼焊管表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；铬钼焊管壁厚1/2处性能：平均屈服强度427MPa、平均抗拉强度565MPa，厚度1/2处-20℃冲击功188J，焊管力学性能稳定、良好。

实施例8

本实施例铬钼焊管：Cr：1.03%、Mo：0.41%，厚度35.18mm。

本实施例铬钼埋弧焊管的焊后热处理工艺包括焊管预热、升温、保温、缓冷和冷却工序，具体包括以下步骤：

（1）焊管预热：焊管24.5℃入炉，以30℃/h的升温速率升温至336℃保持23.5min；

（2）焊管升温：焊管预热结束不出炉，以47℃/h的升温速率匀速升温至701℃；

（3）焊管保温：焊管升温至701℃，保温2h8min；

（4）焊管缓冷：保温结束以30℃/h的缓冷速率匀速缓冷至310℃；

（5）按照上述步骤（2）（3）（4）的升温、保温及缓冷工艺重复执行四次，总保温时间为8h32min；

（6）焊管冷却：升温、保温及缓冷工艺重复执行四次后，焊管出炉空冷至22.5℃。

本实施例铬钼埋弧焊管经焊后热处理工艺处理后，经检测铬钼焊管表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；铬钼焊管壁厚1/2处性能：平均屈服强度415MPa、平均抗拉强度538MPa，厚度1/2处-20℃冲击功183J，焊管力学性能稳定、良好。

经过多批次生产统计，采用本发明热处理工艺产生的焊管裂纹等缺陷计划外率（废品率）≤1.0%，本发明降低了焊管裂纹等缺陷计划外率，有效解决了铬钼焊管在实施焊接后容易在焊缝及热影响区产生的热裂纹和延迟裂纹问题，效果显著。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。